南昌大学工程材料复习题及答案

第一篇  工程材料

一、判断题（对的在题前的括号中打“√”，错的打“×”）

（   ）1.金属结晶时，冷却速度越快，则晶粒越细。√

（   ）2.碳溶解在α-Fe中所形成的间隙固溶体称为奥氏体。×

（   ）3.奥氏体的晶粒大小除了与加热温度和保温时间有关外，还与奥氏体中碳的质量分数及合金元素的质量分数有关。√

（   ）4.马氏体的硬度主要取决于马氏体中的碳的质量分数量。√

（   ）5.固溶强化是指因形成固溶体而引起合金强度、硬度升高的现象。√

（   ）6.奥氏体中碳的质量分数愈高，淬火后残余奥氏体的量愈多。√

（   ）7.高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。×

（   ）8.同一钢材在相同加热条件下水淬比油淬的淬透性好。×

（   ）9.感应加热时的淬硬层深度主要取决于电流频率。频率愈高，则淬硬层愈浅。√

（   ）10.钢的表面淬火和表面化学热处理，本质上都是为了改变表面的成分和组织，从而提高其表面性能。×

（   ）11.钢的含碳量越高，则其淬火加热温度越高。×

（   ）12.金属多晶体是由许多内部晶格位向相同，而相互间位向不同的小晶体组成的。√

（   ）13.因为单晶体具有各向异性的特征，所以实际应用的金属晶体在各个方向上的性能也是不相同的。×

（   ）14.晶胞是从晶格中任意截取的一个小单元。√

（   ）15.在其它条件相同时，金属模浇注的铸件晶粒比砂模浇注的铸件晶粒更细。√

（   ）16.在其它条件相同时，高温浇注的铸件晶粒比低温浇注的铸件晶粒更细。×

（   ）17.在其它条件相同时，铸成薄件的晶粒比铸成厚件的晶粒更细。√

（   ）18.在其它条件相同时，浇注时采用振动的铸件晶粒比不采用振动的铸件晶粒更细。√

（   ）19.铸造合金常用共晶或接近共晶成分的合金，要进行塑性变形的合金常用具有单相固溶体成分的合金。√

（   ）20.合金中的固溶体一般说塑性较好，而金属化合物的硬度较高。√

（   ）21.过冷奥氏体的冷却速度越快，钢冷却后的硬度越高。√

（   ）22.第一类回火脆性是可逆的，第二类回火脆性是不可逆的。×

（   ）23.随奥氏体中碳的质量分数的增高，马氏体转变后，其中片状马氏体增加，板条状马氏体减少。√

（   ）24.表面淬火既能改变钢表面的化学成分，也能改善其心部的组织与性能。×

（   ）25.孕育铸铁的强度、硬度比普通灰铸铁明显提高。√

（   ）26.凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶。×

（   ）27.灰铸铁经过球化退火可获得球墨铸铁。×

（   ）28.为了提高硬铝的强度和硬度，应进行淬火加时效处理。√

（   ）29.除钴以外，大多数合金元素都使C曲线右移，从而提高钢的淬透性。√

（   ）30.奥氏体中的碳的质量分数愈高，则马氏体转变的开始温度和终止温度愈低。√

（   ）31.只要零件工作时所承受的最大交变应力值大于σ0.2，则该零件一定会产生疲劳破坏。×

（   ）32.金属的同素异晶转变过程也是一种再结晶的过程。×

（   ）33.灰口铸铁件壁越厚，强度愈高。×

（   ）34.灰口铸铁的机械性能主要取决于石墨，而球墨铸铁的性能主要取决于基体。√

（   ）35.渗C和渗N都是常用的化学热处理都要改变零件表面的化学成份，都需安排后续热处理。×

（   ）36.所有加入钢中的合金元素都可以不同程度地细化晶粒。×

（   ）37.S与S回在组织形态和性能上没有区别，其主要区别在于S是钢在正火后的产物，S回是调质后的产物。×

（   ）38.钢中的含磷量增加，钢的冷脆性增加。√

（   ）39.马氏体转变温度区主要取决于钢的化学成分，而与冷却速度无关。√

（   ）40.含碳量对钢机械性能的影响是：随着钢中含碳量的增加，其钢的硬度、强度增加，韧性、塑性下降。×

（   ）41.影响钢淬硬性的主要因素是受冷却介质的作用。×

（   ）42.可锻铸铁是可以锻造的铸铁。×

（   ）43.高锰钢（ZGMn13-1）水韧处理后可获得奥氏体组织。√

（   ）44.体心立方晶格的致密度为53%。×

（   ）45.调质处理是淬火和中温回火相结合的热处理方法。×

（   ）46.铁碳合金的基本相有F、P、Fe3C等，它们都是单相组织。

（   ）47.回火就是将淬火钢重新加热到Ac3温度保温后，冷却下来的一种热处理工艺。×

（   ）48.滚动轴承钢的牌号，如GCr15，其中“15”表示平均含铬量为15%。×

（   ）49.W18Cr4V钢是不锈钢。×

二、单项选择题（在A、B、C、D四个答案中，在一个正确答案的英文字母上打“√”，每题１分）

（   ）1.高碳钢最佳切削性能的热处理工艺方法应是B

　     A、完全退火　　B、球化退火　　C、正火　　D、淬火  粒越细

（   ）2.面心立方晶胞中实际原子数为B

　     A、２个　　　　B、４个　　　　C、６个　　D、８个

（   ）3.在铁碳合金相图中，碳在奥氏体中的最大溶解度点为C

　     A、A点　　　　B、C点　　　　C、E点　　　D、S点

（   ）4.在铁碳合金相图中，共晶线的温度为A

　     A、1148℃　　　B、727℃　　　C、912℃　　　D、1538℃

（   ）5.下列几种碳素钢中硬度最高的为D

　     A、20　　　　　B、Q235-A　　　C、45　　　　D、T12

（   ）6. 固溶体的晶体结构特点是A

A、与溶剂相同　　　　　　B、与溶质相同

C、形成新的晶型　　　　　D、各自保持各自的晶型

（   ）7.钢经调质处理后获得的组织是C

　     A、M回　　　　　　B、T回　　　　　C、S回　　　　　D、S

（   ）8.共析钢过冷奥氏体在550～350℃的温度区间等温转变时，所形成的组织是C

　　   A、S　　　　　B、B下　　　C、B上　　　D、P

（   ）9.过共析钢的淬火正常加热温度范围为A

A、Ac1＋（30～50）℃ 　　B、Ac3＋（30～50）℃

C、Accm＋（30～50）℃　　　D、Ac1以下

（   ）10.对形状简单的碳钢件进行淬火时，应采用A

A、水中淬火　　　　　　B、油中淬火

C、盐水中淬火　　　　　D、碱溶液中淬火

（   ）11.淬硬性好的钢C

A、具有高的合金元素含量　　B、具有低的合金元素含量

C、具有高的碳含量　　　　　D、具有低的碳含量

（   ）12.现需制造一汽车传动齿轮，要求表面具有高的硬度、耐磨性和高的接触疲劳极限，心部具有良好韧性，应采用如下哪种工艺及材料C

A、T10钢经淬火＋低温回火             B、45钢经调质处理

C、20CrMnTi经渗碳后淬火＋低温回火    D、20钢经表面淬火

（   ）13.要制造直径25mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用C

A、45钢经正火处理　　　　B、60Si2Mn钢经淬火＋中温回火

C、40Cr钢经调质处理　　　D、T8钢经淬火＋低温回火

（   ）14.制造手用锯条应当选用A

A、T12钢淬火＋低温回火　　    B、Cr12Mo钢淬火＋低温回火

C、65钢淬火＋中温回火　　　   D、T8钢淬火＋低温回火

（   ）15.拖拉机和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击，应选用B

　     A、20Cr钢渗碳后淬火＋低温回火     　B、ZGMn13钢经水韧处理

C、W18Cr4V钢淬火＋多次回火          D、Cr12MoV钢淬火＋多次回火

（   ）16.60Si2Mn钢的热处理工艺是B 

A、淬火＋低温回火　　 　 　　  B、淬火＋中温回火

C、正火　　　　　　　　 　 　  D、退火

（   ）17.0Cr18Ni9固溶处理的目的是C

A、增加塑性　　         　　　　B、提高强度

C、提高耐蚀性　  　　　　       D、改善切削加工性

（   ）18.20Cr钢渗碳后淬火＋低温回火，工件淬透时其心部组织为D

A、M回＋碳化物＋A残         　　　B、M回＋F＋T

C、S回　　　　　　　　　　      D、M回

（   ）19.力学性能要求较高，耐蚀性要求较低的工件，如医疗工具等应选用A

A、1Cr13油淬＋空冷　　       　B、1Cr17空冷

C、1Cr18Ni9Ti固溶处理　      　D、T12淬火＋低温回火

（   ）20.制作飞机构架、螺旋浆、叶片等一般应选用B

　     A、防锈铝　   　B、硬铝　 　　C、超硬铝　　 　D、锻铝

（   ）21.牌号ZSnSb11Cu6属于C

　      A、铝合金　   　B、铜合金　　C、轴承合金　 　D、粉末冶金

（   ）22.牌号QBe4中的“Q”表示C

　     A、屈　　   　　B、球　　   　　C、青　　     　D、轻

（   ）23.在W18Cr4V钢中，W元素的主要作用是C

　      A、提高淬透性　　   　　　　　B、细化晶粒

　      C、提高红硬性　　 　　　　　　D、固溶强化

（   ）24.晶体中的位错属于D

        A、体缺陷       B、点缺陷         C、面缺陷       D、线缺陷

（   ）25.液态金属结晶的基本过程是A

        A、边形核边长大                    B、先形核后长大

        C、自发形核和非自发形核            D、枝晶生长

（   ）26.合金中具有相同化学成分、相同晶体结构的均匀部分称为B

        A、组织       B、相          C、组元     D、合金

（   ）27.为消除碳素工具钢中的网状渗碳体而进行正火，其加热温度是A

        A、Accm+30～50℃                   B、Ac3+30～50℃

        C、Ac1+30～50℃                    D、Ac1～ Ac3

（   ）28.40Cr与40钢相比较，其热处理工艺参数特点是D0

        A、C曲线左移，Ms点上升           B、C曲线左移，Ms点下降

        C、C曲线右移，Ms点上升           D、C曲线右移，Ms点下降

（   ）29.球墨铸铁正火的目的是为了获得B

        A、铁素体基体                      B、珠光体基体

        C、索氏体基体                      D、贝氏体基体

（   ）30.生产中采用等温淬火是为了获得D

        A、M            B、P         C、B上          D、B下

（   ）31.制造柴油机曲轴应选用C

        A、灰口铸铁    B、可锻铸铁     C、球墨铸铁    D、白口铸铁

（   ）32.制造农用机械的犁铧应选用B

        A、灰口铸铁   B、可锻铸铁    C、球墨铸铁      D、白口铸铁

（   ）33.以铜、锡为主的合金称B

        A、黄铜          B、青铜        C、白铜      D、紫铜

（   ）34.要提高15号钢零件的表面硬度和耐磨性，可直接进行D

        A、正火          B、淬火     C、表面淬火        D、渗碳

（   ）35.体心立方晶胞的致密度为A

        A、68%          B、74%        C、78%         D、%

（   ）36.在铁碳合金相图中，碳在奥氏体中的溶解度线是B

0A、GS线         B、ES线      C、PSK线       D、ECF线

（   ）37.下列牌号中属于青铜的是C

        A、Q235-A        B、Q390E        C、QBe4        D、QT600-02

（   ）38.在光学显微镜下，共析碳钢的下贝氏体形态呈A

        A、黑色针片状     B、羽毛状       C、板条状       D、片状

（   ）39.在铁碳合金相图中，共析点含碳量为B

        A、0.0218%        B、0.77%          C、2.11%      D、4.3%

（   ）40.铸铁QT450-10的石墨形态为D

A、片状　   　　  B、团絮状　　     C、蠕虫状　 　D、球状

（   ）41.机架和机床床身等一般应选用A

　      A、灰口铸铁　    B、可锻铸铁   　C、球墨铸铁　  D、蠕墨铸铁

（   ）42.承受中等载荷件，如支架、箱体等一般应选用B

　      A、HT100         B、HT150       C、HT200      D、HT250

（   ）43.牌号RuT300中的“T”表示C

　      A、碳  　　   　　B、铜　    　　C、铁　  　　　D、镗

（   ）44.气体氮化处理的最大缺点是B

A、处理时所需的温度太高      B、处理时所需的时间太长

C、处理后还需进行淬火处理    D、处理后工件变形较大

（   ）45.在下列钢的牌号中，哪一个是表示奥氏体型不锈钢D

A、18Cr2Ni4W   B、2Cr17   C、20CrMnTi   D、1Cr18Ni9Ti

（   ）46.在钢的热处理中，水韧处理主要是用于B

A、耐热钢     B、高锰钢     C、不锈钢     D、高速钢

（   ）47.选择和评定塑性材料的主要依据是B

A、抗拉强度    B、伸长率   C、抗弯强度   D、疲量强度

（   ）48.生产具有厚大截面、强度要求较高、耐磨性较好的重要灰铸铁，应选用的合金是C

A、普通灰铸铁    B、可锻铸铁   C、孕育铸铁   D、球墨铸铁

（   ）49.过冷奥氏体向马氏体的转变是C

A、扩散型转变  B、半扩散型转变  C、非扩散型转变  D、无法确定

（   ）50.不能细化奥氏体晶粒的合金元素是B

A、Cr   B、Mn  C、 Co   D、W

三、填空题（每空１分）

1、    晶胞  是反映晶格特征的最小几何单元，表示其大小的参数是　晶格常数　。

2、在恒定温度下由一定成分的　液相　同时析出两种　不同成分固相　的反应称为共晶反应。

3、钢的奥氏体化包括奥氏体晶核的形成和长大、　残余渗碳体的溶解　　、

　奥氏体均匀化　三个阶段。

4、贝氏体包括上贝氏体和下贝氏体两种组织形态，用光学显微镜观察，前者一般呈　羽毛　状，而后者呈　黑色针片　状。

5、马氏体组织形态主要有　板条状　和　片状　两种。      

6、钢的淬透性越高，则其C曲线的位置越　右　，说明临界冷却速度越　小　。

7、在金属学中，通常把金属从液态过渡为固体晶态的转变称为　结晶　　；而把金属从一种固态过渡为另一种固体晶态的转变称为　同素异晶转变　。

8、结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，这两个过程是

　晶核的形成　　和　　晶核的长大　。

9、共析钢在室温下的平衡组织是　珠光体　，其组成相是　F和　Fe3C　。

10、在碳钢中，硫和磷是有害元素，因为硫会引起　  热脆性　　，而磷会引起　冷脆性 　。

11、除　Mn　、　P　以外，大多数合金元素均在不同程度有细化晶粒的作用。

12、除　Al　、　Co　以外，大多数合金元素都能使Ms、Mf线　下降　　，从而使钢淬火组织中的　残余奥氏体　量增多，使钢的硬度　降低　　。

13、影响铸铁石墨化的因素为　化学成分　和　冷却速度　。

14、HT200牌号中的“HT”表示　灰口铸铁 ，数字“200”表示　σmin，Mpa　。

15、根据铝合金的成分及加工成形特点，常用的铝合金可分为　形变铝合金　和　　铸造铝合金　两大类。

16、青铜是以除　锌　、　镍　以外的其他元素作为主要合金元素的铜合金。

17、常见金属的晶格类型有　　体心立方　　格、　面心立方　晶格和

　密排六方　晶格。纯铁在室温时具有　体心立方　晶格，叫　α-Fe　铁；加热到1000℃纯铁具有　面心立方　晶格，叫　γ-Fe　铁，这个特性叫

　同素异晶　　性。

18、合金的基本结构类型有　固溶体　　、　金属化合物　和　机械混合物　，在碳钢的平衡组织中，它们分别是　铁素体　、　渗碳体　和　珠光体　。

19、珠光体加热到727℃以上会变成　　奥氏体　　，然后用水很快冷却下来它又会转变成　马氏体　。

20、铁碳合金的室温显微组织由 铁素体 和 渗碳体  两种基本相组成。

21、根据元素间相互作用不同，固态合金的相结构可分为   固溶体      和   金属化合物 两大类。

22、单晶体具有各向  异性 的特征，多晶体具有各向  同性 特

征。

23、马氏体是碳在α-Fe 中形成的  过饱和固溶体 ，铁素体是碳在  α-Fe 中形成的 间隙固溶体  。

24、低碳钢的硬度低，为了改善其切削性能，应采用  正火  处理；而不能采用  退火  处理。

25、根据溶质原子在溶剂晶格中分布情况的不同，可将固溶体分为  间隙   

固溶体和  置换 固溶体。

26、常见钢的退火种类有完全退火、 球化退火 和去应力退火。 

27、合金的晶体结构大致可以有三种类型：固溶体、  金属化合物 和

  机械混合物  。

28、高锰钢加热到1000～1100℃，水淬后可获得  奥氏体  组织，这种处理的方法称为  水韧处理   。

29、根据共析钢的C曲线，过冷奥氏体在A1线以下等温转变的组织产物是珠光体型组织、 贝氏体型组织和马氏体型 组织。

30、钢在回火时，随着回火温度的升高，淬火钢的组织转变可以归纳为以下四个阶段： 马氏体的分解 ； 残余奥氏体的转变 ；渗碳体的形成；

渗碳体的聚集长大。

31、晶体缺陷中的点缺陷包括   空位  和   间隙原子  。

32、材料在一定的淬火剂中能被淬透的  直径 越大，表示  淬透性 越

好。

33、过冷度是指  理论结晶温度 和  实际结晶温度 之差。

34、用20钢制造齿轮和用T12钢制造锉刀时，其预备热处理采用正火的主要目的前者是　提高硬度  后者是　消除网状渗碳体  。

35、铁碳合金的基本组织中，强度最高的是 珠光体 ，塑性最好的是     奥氏体  。

36、评定金属材料塑性的常用指标是   δ  和  ψ        。 

37、黄铜是  铜  与  锌  的合金，H68是一种常具的黄铜牌号，其中“68”表示含  铜  的百分数。

38、形变铝合金强化的方法是先进行  淬火  处理，再进行时效 处理。

39、强度是指金属材料在静载荷作用下，抵抗  变形和  断裂  的能力。

40、碳溶解在  γ-Fe  中所形成的  间隙固溶体 称为奥氏体。

四、问答题

1、试分析40钢从液态缓冷至室温的结晶过程（要求绘出冷却曲线进行分析），计算出室温下40钢的组织组成物的相对量和相组成物的相对量，并画出室温组织示意图。

2、碳钢的淬火加热温度如何选择？为什么？

3、钢在回火时的组织转变过程由哪四个阶段组成？各阶段的性能特点如何？

4、指出下表中工件的淬火及回火温度，并说出回火后获得的组织

⑴原用45钢各热处理工序的目的；

⑵改用15钢后，仍按45钢的上述工艺路线进行处理，能否满足性能要求？为什么？

⑶改用15钢后，应采用怎样的热处理工艺才能满足上述性能要求？为什么？

6、请为下列零件选择合适的牌号，并解释所选牌号的含义，说明其热处理特点。（供选材料：Q235-A、45、T8、T12、20CrMnTi、40Cr、60Si2Mn、GCr15、9SiCr、W18Cr4V、5CrMnMo、3Cr2W8V、Cr12MoV、1Cr13、1Cr18Ni9Ti、HT200、QT600-02、2A11、ZGMn13-1、38CrMoAlA）

8、用T12钢制成锉刀，其加工工艺路线为：下料→锻造→热处理1→机加工→热处理2→精加工。试问：

⑴两次热处理的具体工艺名称及其作用；

⑵确定最终热处理的加热温度，并指出获得的显微组织？

9、45钢（C=0.45%）经调质处理后的硬度为220HBS，再经220℃低温回火硬度能否提高？45钢经淬火+200℃低温回火后硬度偏高，再经560℃高温回火硬度能否降低？为何？

10、指出下列每个牌号的类别、碳的质量分数、热处理工艺和主要用途：Q345、20Cr、20CrMnTi、2Cr13、GCr15、60Si2Mn、9SiCr、Cr12、CrWMn、0Cr18Ni9Ti、4Cr9Si2、W18Cr4V、ZGMn13-1。

11、灰口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁在组织上的根本区别是什么？试述石墨对铸铁性能特点的影响。

12、灰铸铁为什么不能进行改变基体的热处理；而球墨铸铁可以进行这种热处理？

13、识别下列牌号的名称，并说出字母和数字所表示的含义：QT800-2、KTH350-10、HT200、RuT300。

14、晶体的各向异性是怎样产生的？实际晶体为何各向同性？

15、铝合金淬火与钢淬火有何异同?从加热、冷却、组织强化作用等方面予以说明?

16、指出下列工件正火的主要目的及正火后的组织：

①20钢齿轮        ②45钢小轴          ③T12钢锉刀